点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:“谷地”如何变身“世界屋脊”
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

“谷地”如何变身“世界屋脊”

来源:中国科学报2022-03-02 10:14

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

“谷地”如何变身“世界屋脊”

丁林带领团队在中央谷地中部的伦坡拉盆地开展野外考察。青藏高原所供图

  地球第三极青藏高原如今平均海拔在4000米以上,被称为“世界屋脊”。但在形成今日之“高大”面貌之前,青藏高原其实还发育了一个低海拔的温热的“谷地”。

  从“谷地”到“世界屋脊”是如何演化的?其隆升过程又对今天的青藏高原环境有着怎样的影响?这些都是关于青藏高原尚未解开的谜题。

  历时20余年,在第二次青藏科考的支持下,中科院院士、中科院青藏高原研究所(以下简称青藏高原所)研究员丁林领衔的碰撞隆升及影响团队,通过构造地质演化、岩石圈深部结构、古高度、古温度、古植被分析和古气候模拟等多领域多手段的综合研究,刻画了青藏高原隆升前低海拔“中央谷地”的面貌与历史过程。相关研究近日发表于《科学进展》。

  高升前的“低谷”

  青藏高原隆升过程复杂,且经历了漫长的历史时期,其隆升的地球动力学过程仍存在争议。

  有观点认为,在距今5300万年到3600万年的始新世,高原南部最先成为海拔最高地区,随后向北隆升;另一种观点认为,在始新世,高原中部是海拔最高的地区,形成青藏高原雏形,然后从中新世开始向南扩展成喜马拉雅山脉,向北扩展到青藏高原北部的昆仑山以及祁连山地区。

  论文第一作者、青藏高原所博士熊中玉介绍,印度板块与欧亚板块碰撞后,在高大的冈底斯造山带和中央分水岭造山带之间,曾发育一个与现今地貌完全不同的“低海拔中央谷地”。它自西向东,沿现在的日土—改则—尼玛—班戈—那曲—丁青一线展布。

  “但它何时隆升到现今高度,导致中央谷地隆升的内源驱动力又是什么?我们还不清楚。”论文通讯作者丁林表示,准确量化隆升过程及特征对于评估其对大气和地表过程的影响至关重要。

  自1997年起,丁林带领团队持续在位于中央谷地中部的伦坡拉盆地开展野外考察,试图解开这个谜团。

  伦坡拉盆地隶属班戈县,面积约3600平方千米,海拔约4700米,年平均温度约0℃,年降水量400~500毫米,属于典型的高寒季风性气候,是研究青藏高原隆升历史、机制及环境—生物效应的热点地区。

  火山灰中找“密码”

  “火山灰岩层是盆地中沉积下来的古代火山喷发的火山灰,可用于准确限定地层的形成时代和绝对年龄。地层的绝对年龄类似于一个‘标尺’,只有在这个标尺的基础上,我们才能精确地重建地球各个圈层的演化过程。”熊中玉告诉《中国科学报》。

  研究团队在盆地内共发现了9套火山灰,利用锆石铀铅测年的方法,确定了火山灰的绝对年龄,建立了伦坡拉盆地5000万~2000万年前沉积地层的绝对年代框架。

  研究表明,下部牛堡组地层沉积年代为5000万~2900万年前,上部丁青组地层沉积年代为2900万~2000万年前。

  在此年代框架基础上,研究团队与英国布里斯托大学古气候模拟团队合作,首次在青藏高原上利用古气候模拟的方法,确定了青藏高原中央谷地的降雨模式为冬、夏两个季节的双峰式。

  同时,结合降雨量、地表蒸散和土壤水分含量等,他们揭示了古土壤钙质结核的形成季节:牛堡组下部古土壤钙质结核的形成时间为3~6月,而牛堡组上部古土壤钙质结核的形成时间则限定在5~6月和9月两个阶段。

  深部圈层为“内生动力”

  基于古土壤钙质结核团簇同位素数据确定的地表古温度,研究团队还创造性地使用地表空气湿球温度和湿球气温直减率定量恢复了伦坡拉盆地地表高度变化历史。

  研究结果表明,约5000万~3800万年前,青藏高原呈现“两山夹一盆”的地貌特征,冈底斯山脉海拔约4500米、中央分水岭山脉海拔约4000米,它们之间夹着海拔约1700米的中央谷地。中央谷地气候温暖湿润,降水由西风和季风共同主导,亚热带动植物繁盛,是高原内部的“香格里拉”。

  约3800万~2900万年前,以伦坡拉盆地为代表的中央谷地快速隆升为海拔超过4000米的高原,这也标志着青藏高原主体部分形成。

  伴随中央谷地隆升和全球气候变冷,高原中部温度显著下降,降水减少,并且南部季风作用相对增强。气候变化导致高原中部从温暖湿润的亚热带生态系统转变为寒冷干燥的高寒生态系统,主要地表植被为高山草甸。

  结合前期研究,团队进一步指出,雅鲁藏布江缝合线以北,从造山带发展为高原主体的时间为晚始新世—早渐新世(3800万~2900万年前),而雅鲁藏布江缝合线以南的喜马拉雅山脉于中新世早期(2500万~1500万年前)才达到现在高度。

  丁林介绍,导致中央谷地隆升的深部地球动力学机制,是俯冲的拉萨地幔拆沉、软流圈物质上涌及上部地壳缩短。中央谷地的隆升是青藏高原对地表圈层环境的巨大影响的开始。该研究在青藏高原各圈层时空演化研究方面迈出了坚实一步,对青藏高原地球系统科学研究具有重要示范作用。(记者 韩扬眉)

  相关论文信息:

  https://science.org/doi/10.1126/sciadv.abj0944

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 甘肃渭源突发山洪 已致10人死亡

  • 福建长汀中复村:红色热土绘新卷

独家策划

推荐阅读
刘文郡:中国启动“人工智能+”行动,通过协同推进传统产业改造升级、新兴产业培育壮大与未来产业前瞻布局,让人工智能深度赋能千行百业。中国相继提出《全球人工智能治理倡议》《“人工智能+”国际合作倡议》,发布《人工智能能力建设普惠计划》《人工智能合作发展行动计划》,倡议成立世界人工智能合作组织。
2026-07-27 09:31
7月26日18时,水利部和中国气象局联合发布红色山洪灾害气象预警,江西南部、广东中北部局地发生山洪灾害可能性很大(红色预警)。涂勇介绍,主汛期山区降雨突发性强、峡谷汇水迅猛,进山务必提前关注山洪、暴雨预警,收到预警应立即取消行程。
2026-07-27 09:29
7月26日凌晨,今年第12号台风“红霞”在广东惠州市惠东县平海镇沿海登陆。”  针对台风远距离水汽输送导致的暴雨预报难题,气象部门采用集合预报方法,通过多个模式、多个初始场的集成分析,量化预报的不确定性。
2026-07-27 09:28
眼下正是小龙虾上市的季节,走进安徽省滁州市全椒县十字镇陈浅村潘氏龙虾万亩养殖基地,养殖户们正下田捕捞小龙虾。当前,全椒县稻虾综合种养面积36.5万亩,小龙虾年产量5.5万吨,稻虾全产业链综合产值34亿元、从业人数4万多人,小龙虾成了乡村振兴的主导产业之一。
2026-07-27 09:28
光明日报武汉7月26日电 记者王建宏、张锐从华中农业大学获悉,该校熊立仲教授团队近日鉴定出一个名为“ROAD1”的稻属特异抗旱孤儿基因,并发现携带这个功能等位基因的水稻在田间干旱条件下产量较对照显著提高。
2026-07-27 09:27
光明日报北京7月26日电 记者张胜从自然资源部获悉,每年的7月26日是联合国教科文组织确立的“世界红树林日”。自然资源部数据显示,自《红树林保护修复专项行动计划(2020—2025年)》印发实施以来,我国完成新营造红树林约1.16万公顷(17.4万亩),是全球少数红树林面积持续增加的国家之一。
2026-07-27 09:27
国家药监局近日批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。该药为原创靶点、新机制罕见病治疗药物,在中国、美国、日本、欧盟同步申报,我国率先完成审批,实现全球“首报首发”的历史性突破。
2026-07-24 08:55
记者从市场监管总局了解到,国际电工委员会智能制造系统委员会近日发布IEC SRD 63459:2026《智能制造用例模板》国际标准。为此,国际电工委员会智能制造系统委员会于2019年成立首个工作组,组织各国专家制定国际统一的智能制造用例模板,以统一的方式描述、存储和使用用例。
2026-07-24 08:51
23日20时,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-07-24 08:50
王虹、邓煜与其他两位数学家共同获得菲尔兹奖,这是令国人振奋的消息,也是中国数学家感到自豪的时刻。邓煜的另一项研究,是与合作者成功建立了三维波动方程吉布斯测度的不变性,将概率论方法系统性地引入波动方程研究。
2026-07-24 08:49
记者从北京大学获悉,2026年国际数学家大会23日在美国费城开幕。王虹,本科就读于北京大学数学科学学院,获理学学士学位;2014年相继取得巴黎综合理工学院工程师学位与巴黎-萨克雷大学硕士学位;后于麻省理工学院完成博士学位。
2026-07-24 08:48
7月22日,美国佛蒙特大学研究团队在《自然》杂志发表论文称,他们在北美鲶鱼体内发现一种可传染的黑色素瘤。换言之,肿瘤细胞本身就是“感染因子”,如同寄生虫一般,从一条鱼传到另一条鱼。这些带病的鲶鱼,正为科学界提供一个观察癌症演化的难得机会。
2026-07-23 09:57
《自然》杂志22日发表了一项天文学研究,可能揭示了人类对首个已知的系外卫星(exosatellite)的观测。在三层等级系统中,一颗恒星周围有一颗伴星,如行星或褐矮星,而第三个天体围绕伴星,这第三个天体可称为系外卫星。
2026-07-23 09:57
生物腐烂是生态系统养分循环的关键过程,但腐烂区域同时也是病原微生物高度活跃、可能对活体植物造成侵害的“危险区”。
2026-07-23 09:49
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上的讲话中指出,“科学的未来在青年”,强调“要把青年科技人才队伍建设作为一项战略工程,全方位做好培养、引进、使用工作”。
2026-07-23 09:49
黄瓜是受到全球广泛喜爱的蔬菜,它源自喜马拉雅山脉南麓,由其野生祖先驯化而来,历经2000余年的传播扩散,遍布世界。中国科学院院士、崖州湾国家实验室副主任钱前评价,该研究为黄瓜分子设计育种提供了坚实支撑,兼具重要基础科学价值与育种应用前景。
2026-07-23 09:48
中国水稻研究所研究员王克剑团队近日在杂交水稻育种领域取得重要进展——成功研发出克隆效率稳定超过99%、结实完全正常的一系法杂交水稻,团队将其命名为“一系1号”。图为团队创制的无融合生殖株系在试验田大群体种植下表现出的克隆效率与结实率情况。
2026-07-22 09:35
今年新增农业机器人、盐碱地科学与工程、智慧渔业三大新农科专业,分别由江苏大学、山东农业大学、宁波大学首批开设,为涉农人才培养开辟了新跑道。
2026-07-22 09:31
这场举世瞩目的盛会,凝聚共识,密集发布国际合作倡议与行动计划,为促进全球人工智能朝着向上向善、造福人类的方向发展注入了更多新动能。
2026-07-22 09:29
虽然现阶段机器人能做的事还很有限,但这种“人机搭档”的新模式,让我们的生活服务向高品质、多样化和便利化发展。我想,这就是科技落地的意义吧。
2026-07-22 09:28
加载更多